從事氨綸經(jīng)編彈性織物的織造、染色加工及銷售，其排放的生產(chǎn)廢水具有水量大、污染物成分復(fù)雜、水質(zhì)水量變化快、廢水可生化性差等特點(diǎn)。近年來隨著節(jié)能減排、廢水資源化利用的理念不斷深入，企業(yè)主動(dòng)提出對(duì)現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，將廢水深度處理后回用于生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

　　目前，紡織印染廢水回用技術(shù)主要采用生化處理后再經(jīng)過超濾、反滲透等膜過濾工藝，其出水水質(zhì)好，但是存在著設(shè)備投資大、運(yùn)行能耗高、膜組件容易堵塞、使用壽命短、更換費(fèi)用高等缺點(diǎn)。而曝氣生物濾池(BAF)作為一種較為廉價(jià)的水處理方法，被廣泛應(yīng)地用于紡織印染廢水處理和回用中，為此，在綜合分析及小試、中試實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了采用水解酸化-A/O-BAF 聯(lián)合工藝深度處理該紡織印染企業(yè)生產(chǎn)廢水，使出水水質(zhì)達(dá)到生產(chǎn)工藝回用的要求。

　　1 廢水水質(zhì)及回用水水質(zhì)

　　設(shè)計(jì)廢水處理量為1200 m3/d，進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)企業(yè)實(shí)際運(yùn)行情況確定。考慮到目前我國(guó)尚未制定紡織印染廢水回用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)企業(yè)建議并參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，提出了企業(yè)回用水水質(zhì)指標(biāo)如表1 所示。

表1 進(jìn)水水質(zhì)和回用水水質(zhì)情況

　　2 廢水處理工藝

　　2.1 工藝流程

　　企業(yè)原有一套污水處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理水量為1 200 m3/d，采用A/O 處理工藝，回用水處理工藝是在原有工藝基礎(chǔ)上增加了水解酸化池、BAF 池等單元進(jìn)行組合，具體工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程

　　2.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

　　(1)調(diào)節(jié)池。廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池實(shí)現(xiàn)水量水質(zhì)的調(diào)節(jié)平衡，以保證后續(xù)處理的正常運(yùn)行。調(diào)節(jié)池尺寸為20.0 m×10.0 m×3.5 m，HRT 為12 h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。配套設(shè)備：穿孔管預(yù)曝氣系統(tǒng)(與生化池共用風(fēng)機(jī))，污水提升泵2 臺(tái)(Q=40 m3/h，H=15 m，N=4.0 kW，1 用1 備)

　　(2)水解酸化池。在缺氧的條件下，水解菌將污水中的大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，以利于提高廢水的可生化性。水解酸化池尺寸為10.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 為10 h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。配套設(shè)備：穿孔管曝氣系統(tǒng)(與生化池共用風(fēng)機(jī))，新增DQT022 低速潛水推流器2 臺(tái)。

　　(3)兼氧/好氧池。由原A/O 系統(tǒng)改造而成。其中，A 池尺寸為4.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 為4.0 h;O池尺寸為20.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 為20 h;均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。配套設(shè)備：原有2 臺(tái)SSR125 羅茨風(fēng)機(jī)(Q =13.5 m3/min，風(fēng)壓68.5 kPa，N =37 kW)，KKI215 微孔曝氣器280 套。

　　(4)沉淀池。豎流式，直徑6.0 m，有效水深2.5 m，總深6.0m，共2 座，并聯(lián)使用，表面負(fù)荷0.5m3/(m2·h)，半地下砼鋼結(jié)構(gòu)，靜水壓排泥。

　　(5)曝氣生物濾池。通過曝氣生物濾池，進(jìn)一步去除有機(jī)物、懸浮物和色度，出水達(dá)到回用要求。曝氣生物濾池由2 座并聯(lián)組成，單池尺寸5.0 m×10.0 m×4.5 m，HRT 為8 h。配套設(shè)備：底部設(shè)KKI215 微孔曝氣器125 套;羅茨鼓風(fēng)機(jī)與生化系統(tǒng)共用;配套反沖洗水泵1 臺(tái)(型號(hào)200WQ300-15-22，Q=300 m3/h，H=15.0 m，N=22 kW)沖洗強(qiáng)度為5L/(m2·s);沖洗時(shí)間為5 min。

　　3 調(diào)試及運(yùn)行情況

　　工程于2011 年5 月底完成設(shè)備安裝并進(jìn)入調(diào)試階段。調(diào)試的主要內(nèi)容除對(duì)新增主要單元進(jìn)行單機(jī)試車外，重點(diǎn)針對(duì)改造后形成的A/O 和BAF 系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。并進(jìn)行全線聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，考察處理效果。

　　3.1 水解酸化池

　　由于紡織印染企業(yè)加工產(chǎn)品的多樣與多變性，染料變化大，來水的顏色變化較大，pH 一般呈堿性，又由于水量的不均勻性，對(duì)池內(nèi)的污泥沖擊較大，水解酸化池進(jìn)出水水質(zhì)如表2所示。

表2 水解酸化池的進(jìn)、出水水質(zhì)

　　由表2 可見，經(jīng)過水解池后，色度去除率達(dá)60%以上，COD 去除率不高，氨氮和SS 均有大幅升高。因?yàn)閺乃萌玖系某煞謥砜矗徽撌桥嫉玖线€是蒽醌染料，在分子組成中，均含有N 元素，染料中含雙鍵的原子基團(tuán)即為發(fā)色團(tuán)，如偶氮基、硝基、碳亞氨基等，經(jīng)水解后，色度降低而氨氮升高的原因是染料在水解菌的作用下，其分子結(jié)構(gòu)被打破，其中的N被還原為氨氮，結(jié)果染料的發(fā)色團(tuán)消失，廢水的色度大大降低，而出水中的氨氮的含量約為進(jìn)水氨氮含量的4 倍。出水的SS 大幅度升高，主要是由于進(jìn)入兼氧池的印染廢水可能夾帶著一部分剩余污泥進(jìn)入后續(xù)生化處理階段所致。

　　3.2 A/O 池

　　對(duì)原有A/O 處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造，包括重新更換了曝氣器、風(fēng)管、填料等;改造后重新接種活性污泥，接種后先悶曝24 h，然后接入經(jīng)水解酸化池處理后的生產(chǎn)廢水，經(jīng)過30 d 左右的馴化，活性污泥已經(jīng)基本適應(yīng)，MLSS 保持在3 000~3 500 mg/L，出水水質(zhì)基本穩(wěn)定，A/O 的進(jìn)出水水質(zhì)如表3 所示。

表3 A/O的進(jìn)、出水水質(zhì)

　　由表3 可見，沉淀池泥水分離效果較好，但出水水質(zhì)仍略帶色度，色度去除率平均為71.5%;COD去除率平均為84.4%，BOD 去除率平均為96.2%，廢水中的有機(jī)物得到進(jìn)一步的去除，但是與回用水水質(zhì)要求仍有一定距離，主要是染料中含有一些苯環(huán)、雜環(huán)類有機(jī)物，生化性較差，難以完全降解。氨氮有了大幅度的下降，去除率平均為74.0%，一方面作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被微生物同化吸收，另一方面在好氧條件下，氨氮被氧化成硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮。

　　3.3 曝氣生物濾池

　　BAF 的進(jìn)出水水質(zhì)如表4 所示。

表4 BAF的進(jìn)出水水質(zhì)

　　由表4 可見，在水力負(fù)荷為1 m3/(m2·h)，氣水比為4∶1 時(shí)，曝氣生物濾池對(duì)COD、BOD 具有較好的去除效果，出水COD 保持在50 mg/L 以下，滿足企業(yè)生產(chǎn)回用的水質(zhì)要求。曝氣生物濾池對(duì)SS 具有良好的去除效果，主要是因?yàn)轭w粒填料對(duì)懸浮物的捕捉能力強(qiáng)，而且填料表面的生物膜對(duì)懸浮物有很強(qiáng)的吸附作用。

　　4 運(yùn)用費(fèi)用分析

　　整個(gè)廢水回用工程的運(yùn)行費(fèi)用主要為電費(fèi)和設(shè)備維護(hù)費(fèi)，經(jīng)過近1 年的運(yùn)行后，運(yùn)行費(fèi)用測(cè)算如下：生產(chǎn)廢水量平均為1 200 m3/d，污水回用率平均為50%，即廢水回用量平均為600 m3/d，整個(gè)改造系統(tǒng)的設(shè)備投資約為300 萬元，年運(yùn)行330 d，具體估算如下：

　　電費(fèi)：電價(jià)以0.70 元/(kW·h)計(jì)，設(shè)備實(shí)際消耗功率為45 kW，則廢水回用的電費(fèi)=45×24×0.7÷600=1.26 元/m3 廢水。

　　設(shè)備維修費(fèi)：年維修以設(shè)備投資5%計(jì)，為15萬元/a，則廢水回用的維修費(fèi)=150 000÷330÷600=0.76 元/m3 廢水。

　　廢水回用運(yùn)行費(fèi)合計(jì)為2.02 元/m3 廢水，與目前工業(yè)用水2～2.5 元/m3 和排污費(fèi)3～3.5 元/m3 相比具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。

　　5 結(jié)論

　　(1)水解酸化—A/O—BAF 聯(lián)合工藝處理并回用紡織印染廢水具有可行性，當(dāng)進(jìn)水COD、色度、SS平均值分別為1 580 mg/L、359 倍、750 mg/L，相應(yīng)的出水平均值分別為41 mg/L、15 倍、12 mg/L，去除率分別為97.4%、95.6%、98.4%，其出水水質(zhì)可滿足紡織印染生產(chǎn)工藝的回用要求。

　　(2)水解酸化池對(duì)色度有較高的去除率，并且提高了印染廢水的可生化性;A/O 對(duì)色度、SS、BOD、COD、氨氮均有較高的去除率，并減輕后續(xù)BAF 處理的有機(jī)負(fù)荷;曝氣生物濾池對(duì)SS、色度、COD、BOD 均具有較高的去除率，且運(yùn)行穩(wěn)定，能適應(yīng)生產(chǎn)過程中水質(zhì)水量的變化。

　　(3)水解酸化—A/O—BAF 聯(lián)合工藝深度處理并回用紡織印染廢水，運(yùn)行費(fèi)為2.02 元/m3，具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。